电机与拖动复习题计算题.docx
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电机与拖动复习题计算题
1.一台并励直流发电机,铭牌数据如下:
PN=23kW,UN=230V,nN=1500r/min,励磁回路电阻Rf=57.5Ω,电枢电阻Ra=0.1Ω,不计电枢反应和磁路饱和。
现将这台电机改为并励直流电动机,把电枢两端和励磁绕组两端都接到220V的直流电源上,运行时维持电枢电流为原额定值,试求电动机的下列数据:
(1)转速n;
(2)电磁功率;(3)电磁转矩。
2.某三相变压器容量为500kV·A,Y,yn联结,电压为6300/400V,现将电源电压由6300V改为10000V,如保持低压绕组匝数每相40匝不变,试求原来高压绕组匝数及新的高压绕组匝数。
3.他励直流电动机的数据为:
PN=30kW,UN=220V,IN=158.5A,nN=1000r/min,Ra=0.1Ω,TL=0.8TN,求:
(1)电动机的转速;
(2)电枢回路串入0.3Ω电阻时的稳态转速;(3)电压降至188V时,降压瞬间的电枢电流和降压后的稳态转速;(4)将磁通减弱至80%ΦN时的稳态转速。
4.一台三相变压器,SN=750kV·A,U1N/U2N=10000/400V,Y,yn联结,ƒN=50Hz,在低压侧做空载试验,测得数据为:
U0=400V,I0=60A,P0=3800W;在高压侧做短路试验,测得数据为:
US=440V,IS=43.3A,PS=10900W。
试求:
(1)以高压侧为基准的“T”形等效电路参数(要求画图);
当额定负载且功率因数cosφ2=0.8(滞后)时的二次端电压。
5.他励直流电动机的数据为:
PN=7.5kW,UN=110V,IN=85.2A,nN=750r/min,Ra=0.13Ω,如采用三级起动,最大起动电流限制为2IN,求:
各段起动电阻。
6.一台直流发电机的额定容量PN=17kW,额定电压UN=230V,额定转速nN=1500r/min,极对数p=2,电枢总导体数N=468,连成单波绕组,气隙每极磁通φ=1.03×10-2Wb,求:
(1)额定电流;
(2)电枢电动势。
7.一台他励直流电动机,PN=29kW,UN=440V,IN=76A,nN=1000r/min,Ra=0.38Ω,采用调压及弱磁调速,要求最低理想空载转速为250r/min,最高理想空载转速为1500r/min,求在额定转矩时的最低转速和最高转速,并比较这两条机械特性的静差率。
8.一台SN=100kV·A,U1N/U2N=6300/400V,Y,d接线的三相电力变压器,I0%=7%,P0=600W,Us=4.5%,PSN=2250W。
求:
(1)Rs*,Xs*;
(2)额定负载且功率因数cosφ2=0.8(滞后)时的二次端电压;(3)cosφ2=0.8(滞后)时的最大效率。
9.某三相变压的额定容量SN=5600kV·A,额定电压U1N/U2N=6000/3300V,Y,d联结。
空载损耗P0=18kW,短路损耗PSN=56kW,试求:
(1)I2=I2N,cosφ2=0.8(滞后)时的效率η;
效率最高时的负载系数βm和cosφ2=0.8(滞后)时的最高效率ηmax。
10.一台三相绕线转子异步电动机的数据为:
PN=22kW,nN=1460r/min,I1N=43.9A,E2N=355V,I2N=40A,λT=2。
要使电动机满载时的转速调到1050r/min,转子每相应串接多大的电阻?
11.一台三相笼型异步电动机的数据为:
PN=11kW,UN=380V,ƒN=50Hz,nN=1460r/min,λT=2。
如采用变频调速,当负载转矩为0.8TN时,要使n=1000r/min,则ƒ1及U1应为多少?
12.某三相绕线转子异步电动机的数据为:
PN=5kW,nN=960r/min,UN=380V,E2N=164V,I2N=20.6A,λT=2.3。
拖动TL=0.75TN恒转矩负载运行,现采用电源反接制动进行停车,要求最大制动转矩为1.8TN,求转子每相应串接多大的制动电阻。
13.一直流发电机额定数据为:
额定功率PN=10kW,额定电压UN=230V,额定转速nN=2850r/min,额定效率ŋN=0.85。
求它的额定电流及额定负载时的输入功率。
14.一台SN=100kV·A,U1N/U2N=6300/400V,Y,yn接线的三相电力变压器,空载损耗P0=600W,额定短路损耗PSN=2250W,折算到高压侧的近似等效电流参数欧姆值为:
Rm=488.3Ω,Xm=5662.3Ω,Rs=8.94Ω,Xs=15.5Ω试求:
(1)用标么值表示的近似等效电流参数;
(2)额定负载且功率因数cosφ2=0.8(滞后)时的二次端电压。
15.一台并励直流电动机,铭牌数据如下:
PN=6kW,UN=230V,nN=1450r/min,Ra=0.57Ω(包括电刷接触电阻),励磁回路总电阻Rf=177Ω,额定负载时的电枢铁损PFe=234W,机械损耗Pmec=61W,求:
(1)额定负载时的电磁功率和电磁转矩;
(2)额定负载时的效率。
16.一台三相电力变压器,额定容量为180kV·A,Y,d11接线,U1N/U2N=10000/400V,铭牌数据:
I0%=4.5%,P0=1000W,Us(%)=6%,PsN=4000W。
试求:
(1)用标么值表示的近似等效电路参数;
(2)满载且功率因数cosφ2=0.8(滞后)电压变化率;
(3)半载且功率因数cosφ2=0.8(滞后)效率;
17.一台PN=5.5kW、UN=380V,ƒ1=50Hz的三相四极异步电动机,在某运行情况下,自定子方面输入的功率为6.62kW,PCu1=341W,PCu2=237.5W,PFe=167.5W,Pmec=45W,Pad=29W,试绘出该电动机的功率流程图,并计算在该运行情况下,电动机的效率、转差率、转速、空载转矩、输出转矩和电磁转矩。
18.一台三相六极50HZ感应电动机数据如下:
定子槽数z1=36,采用双层迭绕组,y1=
τ;PN=55Kw,UN=380V,
定子绕组Δ接法,求该电机的基波绕组系数,额定转差率,额定电流及额定运行时的相电流。
19.某三相六极50Hz异步电动机,PN=28KW,UN=380V,nN=950r/min,cosφN=0.88。
已知额定运行时各项损耗为:
PCu1=1000W,PFe=500W,Pmec=800W,Pad=50W。
试求额定运行时的:
(1)转差率;
(2)转子铜损耗;(3)定子电流;(4)效率;(5)转子电流频率。
20.三相变压器额定容量为20kV·A,额定电压为10/0.4kV,额定频率为50Hz,Y,y0联结,高压绕组匝数为3300。
试求:
(1)变压器高压侧和低压侧的额定电流;
(2)高压和低压侧的额定相电压;(3)低压绕组的匝数。
21.一直流电动机额定数据为:
额定功率PN=17kW,额定电压UN=220V,额定转速nN=1500r/min,额定效率ŋN=0.83。
求额定负载时的输入功率及额定电流。
22.他励直流电动机的UN=220V,IN=207.5A,Ra=0.067Ω,试问:
(1)直接起动时的起动电流是额定电流的多少倍?
(2)如限制起动电流为1.5IN,电枢回路应串入多大的电阻?
23.一台三相笼型异步电动机的数据为:
PN=5.5kW,kI=7,kst=2,定子绕组为Δ联结,电源容量为1000kV·A,如满载起动,试问可以采用哪些起动方法,通过计算说明之。
24.一台直流发电机Z=16,ZP=4,单迭绕组,每一元件的匝数为5匝,该发电机额定功率为3.2KW,额定电压为230V,效率为0.85,试求:
(1)电枢导体总数;
(2)额定电流IN。
25.一台QFS–300-2型汽轮发电机,PN=300MW,UN=18KV,cosΦN=0.85(滞后),试求:
(1)额定电流;
在额定运行时,能发出多少有功功率和无功功率。
(2)额定功率因数角
26.一台三相变压器,其数据如下:
SN=10kV·A,U1N/U2N=1000/230V,Y,d接线,ƒN=50Hz,R1=2.48Ω,X1=3.22Ω,R2=0.4Ω,X2=0.6Ω。
试求:
(1)作出副边短路时的相量图;
(2)求出副边三相短路电流为额定时的原边电压(忽略励磁电流)。
27.一台三相异步电动机的额定数据为:
PN=7.5kW,ƒN=50Hz,nN=1440r/min,λT=2.2,求:
(1)临界转差率sm;
(2)机械特性实用表达式;(3)电磁转矩为多大时电动机的转速为1300r/min;(4)绘制出电动机的固有机械特性曲线。
28.一台隐极三相同步发电机,定子绕组为Y联结,UN=400V,IN=37.5A,cosφN=0.85(滞后),Xt=2.38Ω(不饱和值),不计电阻,当发电机运行在额定情况下时,试求:
(1)不饱和的励磁电动势E0;
(2)功角δN;(3)电磁功率Pem;(4)过载能力λ。
29.一台三相四极50Hz异步电动机,PN=10KW,UN=380V,IN=20A,定子绕组△联结。
额定运行时的损耗为PCu1=557W,PCu2=314W,PFe=276W,Pmec=77W,Pad=200W。
试求:
(1)额定转速nN;
(2)额定运行时的电磁转矩、输出转矩和空载转矩。
30.有一台四极异步电动机,PN=10kW、UN=380V,ƒ=50Hz,转子铜损耗PCu2=314W,附加损耗Pad=102W,机械损耗Pmec=175W,求电动机的额定转速及额定电磁转矩。
31.一台并励直流发电机的铭牌数据为:
额定电压UN=220V,额定电枢电流IaN=75A,额定转速nN=1000r/min,电枢回路电阻Ra=0.26Ω(包括电刷接触电阻),励磁回路总电阻Rf=91Ω。
额定负载时电枢铁损耗Pfe=600W,机械损耗Pmec=1989W,求:
(1)电动机在额定负载运行时的输出转矩;
(2)额定效率
32.一台三相变压器,SN=5600kV·A,U1N/U2N=35/6.3kV,Y,d联结,ƒN=50Hz,在高压侧做短路试验得US=2610V,IS=92.3A,PS=53kW。
当U1=U1N、I2=I2N时,测得二次端电压恰为额定值,即U2=U2N,求此时负载的功率因数角,并说明负载的性质(不考虑温度换算)。
33.有一台并励直流发电机,PN=35KW,UN=115V,nN=1450r/min,电枢回路电阻(不含电刷接触电阻)RΣ=0.0243Ω,一对电刷压降2△Ub=2V,并励回路电阻Rf=20.1Ω,求额定时的电磁功率和电磁转矩。
34.某工厂从6000V的电网上吸收cosφ=0.6的电功率为2000kW,今装一台同步发电机,容量为720kW,效率为0.9,Y联结,求功率因数提高到0.8时,同步电动机的额定电流和cosφ。
35.一台PN=600MW,UN=20KV,Y接,cosφN=0.9(滞后)的汽轮同步发电机,Xt*=1.946,Ra=0,
试求:
(1)发电机的额定电流;
(2)额定进行时能发多少有功功率和无功功率;
(3)该机与无穷大电网并联进行,在额定情况下的Eο、δN和λ。
36.一台三相绕线转子异步电动机的数据为:
PN=75kW,UN=380V,nN=970r/min,λT=2.05,E2N=238V,I2N=210A,定、转子绕组均为Y联结。
拖动位能性额定恒转矩负载运行时,若在转子回路中串接三相对称电阻R=0.8Ω,则电动机的稳定转速为多少?
运行于什么状态?
37.有三台参数相同的单相变压器,参数为SN=1kV·A,U1N/U2N=220/110V,将它们接成一台Y,d11接线的三相组式变压器,试求该三相组式变压器的额定容量SN、额定电压U1N、U2N和额定电流I1N、I2N的值。
38.一台PN=4.5KW,Y/△联结、380/220V、cosφN=0.8、ηN=0.8、nN=1450r/min的三相异步电动机,试求:
(1)接成Y联结及△联结时的额定电流;
(2)同步转速及定子磁极对数;(3)带额定负载时的转差率。
39.一台三相绕线转子异步电动机的数据为:
PN=11kW,nN=715r/min,E2N=163V,I2N=47.2A,起动时的最大转矩与额定转矩之比:
T1/T2=1.8,负载转矩TL=98N·m,求:
三级起动时的每级起动电阻。
40.某工厂变电所变压器的容量为2000kV·A,该厂电力设备的平均负载为1200kW,cosφ=0.65(滞后),今欲新装一台500kW,cosφ=0.85(超前),η=95%的同步电动机,问当电动机满载时,全厂的功率因数是多少?
变压器是否过载?
41.他励直流电动机的数据为:
PN=10kW,UN=220V,IN=53.4A,nN=1500r/min,Ra=0.4Ω。
求:
(1)额定运行时的电磁转矩、输出转矩及空载转矩;
(2)理想空载转速和实际转速;(3)半载时的转速;(4)n=1600r/min时的电枢电流。
42.一台三相六极50Hz异步电动机,PN=28KW,UN=380V,nN=950r/min,cosφN=0.88。
已知额定负载时各项损耗为:
PCu1+PFe=2.2KW,Pmec=1.1KW,Pad=0。
试计算额定负载时的:
(1)转差率;
(2)转子铜损耗;(3)定子电流;(4)效率;(5)转子电流频率。
43.一台三相绕线转子异步电动机的数据为:
PN=75kW,nN=720r/min,λT=2.4,求:
(1)临界转差率sm和最大转矩Tm;
(2)用实用表达式计算并绘制固有机械特性。
44.一台三相绕线转子异步电动机的数据为:
PN=40kW,nN=1470r/min,转子每相绕组电阻R2=0.08Ω,λT=2.6,要求起动转矩为2TN,试利用机械特性的近似公式计算转子每相应串接的电阻值。
45.某三相六极异步电动机的额定功率如下:
PN=7.5KW,UN=380V,fN=50HZ,nN=962r/min,cosφN=0.827,定子绕组△接法,已知额定运行时各项损耗如下:
PCu1=470W,PFe=234W,Pmec=45W,Pad=80W。
试求额定运行时的:
(1)转子电流频率;
(2)效率;(3)额定电流;(4)电磁转矩。
46.一台直流电动机的极对数p=3,连成单叠绕组,电枢绕组总导体数N=398,气隙每极磁通Φ=2.1×10-2Wb,设电枢电流Ia=10A,磁通Φ保持不变,问其电磁转矩为多大?
如果把此电枢绕组由单叠绕组改为单波绕组,并保持电枢电流不变,问这种情况下的电磁转矩又为多大?
47.已知一台三相异步电动机定子输入功率为60kW,定子铜损耗为600W,铁损耗为400W,转差率为0.03,试求电磁功率Pem、总机械功率PMEC和转子铜损耗PCu2。
48.一台他励直流电动机,PN=4kW,UN=220V,IN=22.3A,nN=1000r/min,Ra=0.91Ω,运行于额定状态,为使电动机停车,采用电压反接制动,串入电枢回路的电阻为9Ω,求:
(1)制动开始瞬间电动机的电磁转矩;
(2)n=0时电动机的电磁转矩;(3)如果负载为反抗性负载,在制动到n=0时不切断电源,电机能否反转?
为什么?
49.一台SN=100kV·A,U1N/U2N=6kV/0.4kV,Y,y0联结的三相变压器,I0%=6.5%,P0=600W,us=5%,PSN=1800W,试求:
(1)近似等效电路参数标么值;
(2)满载及cosφ2=0.8(滞后)时的二次端电压和效率;
(3)产生最大效率时的负载电流及osφ2=0.8(φ2>0o)时的最大效率。
50.一台三相异步电动机,额定功率PN=10KW,额定频率fN=50HZ,极数2P=6极,额定转数nN=960r/min。
额定情况下,机械损耗Pmec和附加损耗Pad之和为输出功率的2%。
试求额定情况下:
(1)电磁功率
(2)转子铜损耗;(3)电磁转矩。
51.他励直流电动机的PN=2.5kW,UN=220V,IN=12.5A,nN=1500r/min,Ra=0.8Ω,求:
(1)当电动机以1200r/min的转速运行时,采用能耗制动停车,若限制最大制动电流为2IN,则电枢回路中应串入多大的制动电阻;
(2)若负载为位能性恒转矩负载,负载转矩为TL=0.9TN,采用能耗制动使负载以120r/min转速稳速下降,电枢回路应串入多大电阻。
52.一台并励直流电动机,铭牌数据如下:
PN=3.5kW,UN=220V,IN=20A,nN=1000r/min,电枢电阻Ra=1Ω,∆Ub=1V,励磁回路电阻Rf=440Ω。
空载实验:
当U=220V,n=1000r/min时,I0=2A,试计算当电枢电流Ia=10A时,电机的效率(不计杂散损耗)。
53.一台直流电动机,PN=74kW,UN=220V,IN=378A,nN=1430r/min,采用降压调速,已知Ra=0.023Ω,直流电源内阻为0.022Ω,当生产机械要求静差率为20%时,系统的调速范围是多少?
若静差率为30%,则调速范围又为多少?
54.一台单相变压器,SN=20000kV·A,U1N/U2N=220/
/11kV,ƒN=50Hz,空载、短路试验数据如下表:
试验名称
电压(kV)
电流(A)
功率(kW)
备注
空载试验
11
45.4
47
电源加在低压侧
短路试验
9.24
157.5
129
电源加在高压侧
试求:
(1)折算到高压侧的近似等效电路参数欧姆值;
(2)短路电压百分数Us(%)和空载电流百分值I0%;
(3)变压器负载电流为多大时效率最高?
55.一台直流电动机的极对数p=3,连成单叠绕组,电枢绕组总导体数N=398,气隙每极磁通Φ=2.1×10-2Wb,当转速分别为n=1500r/min和n=500r/min时,求电枢绕组的感应电动势。
56.有一台三相50HZ的交流发电机,定子为双层绕组,Z=36,2P=4,y=7τ/9,并联支路数a=1,若已知每个线圈的电动势为40V,求基波相电动势的大小。
57.一台三相笼型异步电动机的数据为:
UN=380V,Δ联结,IN=20A,kI=7,kst=1.4,求:
(1)如用Y-Δ降压起动,起动电流为多少?
能否半载起动?
(2)如用自耦变压器在半载下起动,起动电流为多少?
试选择抽头比。
58.一台他励直流电动机,PN=4kW,UN=110V,IN=44.8A,nN=1500r/min,Ra=0.23Ω,电机带额定负载运行,若使转速下降为800r/min,那么:
(1)采用电枢串电阻方法时,应串入多大电阻?
此时电机的输入功率、输出功率及效率各为多少(不计空载损耗)?
(2)采用降压方法时,则电压应为多少?
此时的输入、输出功率和效率各为多少(不计空载损耗)?
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